УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2000 года по МПК C21D1/10 F27D3/00 

Изобретение относится к области четвертого передела металла горячей штамповкой и может быть использовано на метизных и машиностроительных заводах.

Известно устройство для нагрева изделий, содержащее индуктор и транспортирующее устройство с направляющими, размещенными внутри рабочего пространства индуктора (см. SU 1 497 237 A, МПК 6 C 21 D 1/10, 30.07.89).

Однако устройство не обеспечивает непрерывного перемещения изделий через индуктор из-за периодического действия толкателя. Транспортирующее устройство не приспособлено к работе с проволочными изделиями сложной формы.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для индукционного нагрева изделий, содержащее индуктор и размещенный внутри рабочего пространства индуктора бесконечно замкнутый транспортер в виде ленты с механизмом перемещения и несущими элементами (см. SU 1 471 049 A1, МПК 6 F 27 D 3/00, C 21 D 1/42, 07.04.89).

Транспортер выполнен в виде ленты, расположенной вертикально, несущие элементы выполнены в виде стаканов. Такое исполнение транспортера не приспособлено к работе при транспортировании и нагреве проволочных изделий сложной формы. Кроме этого, низка долговечность работы ленты при нагреве изделий до температуры порядка 1000^oC вследствие ее нагрева вихревыми токами.

Задачей настоящего изобретения является увеличение долговечности работы транспортера при температуре нагрева изделий порядка 1000^oC и малом нагреве транспортера от вихревых токов, что обеспечивалось подбором размеров цепи опытным путем, путем подбора размеров контуров, составленных из звеньев цепи, в которых наводятся вихревые токи.

Задача решается таким образом, что в известном устройстве для нагрева изделий, содержащем индуктор, и размещенный внутри рабочего пространства индуктора бесконечно замкнутый транспортер с механизмом перемещения и несущими элементами, индуктор выполнен прямоугольной формы и имеет под, транспортер выполнен в виде цепи с пластинами из окалиностойкой жаропрочной стали аустенитного класса, образующими в проекции на под индуктора в направлении движения цепи примыкающие друг к другу прямоугольные контуры в последовательности - сплошной контур с соотношением сторон от 2,2 до 5, сплошной контур с соотношением сторон от 0,80 до 2,25, сквозной контур с соотношением сторон наружного очертания прямоугольника от 1,1 до 2,5, сплошной контур с соотношением сторон от 0,8 - 2,25, а в проекции на плоскость, перпендикулярную плоскости пода, контуры наложения наружных пластин на внутренние одинаковой ширины, причем отношение ширины рабочего пространства к ширине упомянутого второго сплошного контура - от 14 до 23.

Нижний предел отношения ширины рабочего пространства индуктора к ширине второго сплошного контура 14 выбран из условия предельного нагрева цепи от вихревых токов при удовлетворительной работоспособности и долговечности работы цепи. При значениях, меньших 14, происходит интенсивный нагрев цепи с быстрым изнашиванием осей и звеньев цепи и большая потеря тепла при выходе цепи из индуктора.

Верхний предел этого же отношения 23 определен из условия устойчивости цепи от сваливания по длине индуктора с потерей ориентации изделий и поломкой кварцевых трубок.

При таких же условиях получены нижний 2,2 и верхний 5 пределы отношений сторон первого сплошного контура, нижний 0,80 и верхний 2,25 пределы отношений сторон следующего сплошного контура, нижний 1,1 и верхний 2,5 пределы отношений сторон наружного очертания сквозного контура, и нижний 0,80, и верхний 2,25 пределы отношений сторон последнего сплошного контура.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого устройства; на фиг. 2 - поперечный разрез индуктора с транспортером по А-А; на фиг. 3 - вид на цепь; на фиг. 4 - разрез цепи по Б-Б; на фиг. 5 - проекция цепи на под в виде контуров.

Устройство для индукционного нагрева содержит прямоугольный индуктор 1 (фиг. 1 и 2) с шириной 2 и высотой 3 рабочего пространства, под 4 с вмонтированной в нем пластиной 5 из окалиностойкой жаропрочной стали марки Х23Н18, по которой скользит бесконечно замкнутый транспортер 6 в виде цепи.

Механизм перемещения цепи состоит из электродвигателя, редуктора с выходным валом, на котором смонтирована звездочка для перемещения цепи (не показаны).

На полу индуктора симметрично его оси установлены направляющие 7 для скольжения по ним изделий в виде цилиндров, выполненных из кварцевого стекла.

Цепь 6 образована внутренними 8 и наружными 8 пластинами и соединяющими их осями 10, выполненными из окалиностойкой жаропрочной стали марки Х23Н18 (фиг. 3 и 4).

Несущие элементы 11 на внутренних пластинах, выполненные с постоянным шагом, представляют собой зубцы в виде трапеций. Здесь же показаны длина 12 внутренней и внешней пластины, ширина 13 пластины, толщина 14 пластины и расстояние 15 между осями.

Звенья цепи 6 в проекции на под 4 индуктора образуют в направлении движения цепи (фиг. 5) примыкающие друг к другу прямоугольные контуры в последовательности: первый сплошной контур 16 длиной 17 и шириной 18, второй сплошной контур 19 длиной 20 и шириной 21, третий сквозной контур 22 с длиной 23, шириной 21 наружного очертания и шириной 18 внутреннего, четвертый сплошной контур 24 длиной 25 и шириной 21.

Соотношения параметров звеньев цепи, индуктора и прямоугольных контуров по различным вариантам даны в таблице.

По результата подбора размера звеньев цепи и ее эксплуатации установлено следующее.

При длине пластин 60 мм, ширине 15 мм, толщине 6 мм и расстоянии между осями цепи 42 мм (соответствующие отношения - ширины пластины к ее толщине 2,5, длины к ширине первого сплошного контура 2, длины к ширине второго сплошного контура 0,75, длины к ширине наружного очертания третьего сквозного контура 1, длины к ширине четвертого сплошного контура 0,75, ширины рабочего пространства индуктора к ширине сплошного второго контура 7,7) происходит интенсивный нагрев цепи и снижение срока ее работы на 80%.

При длине пластин 36 мм, ширине 10 мм, толщине 1,5 мм и расстоянии между осями цепи 30 мм (соответствующие отношения - ширины пластины к ее толщине 6,6, длины к ширине первого сплошного контура 8, длины к ширине наружного очертания третьего сквозного контура 4, ширины рабочего пространства индуктора к ширине сплошного второго контура 31) происходит сваливание цепи в индукторе с потерей ориентации изделия и поломкой кварцевых трубок.

Устройство для нагрева изделий работает следующим образом.

Изделия 26 (заготовка по форме буквы "омега" для изготовления прутковой железнодорожной клеммы) загружают на цепной транспортер 6 (фиг. 1 и 2) и зубцами 11, захватывающими изделия в средней изогнутой части, затягивают в рабочее пространство индуктора 1 на направляющие 7. При движении цепи по пластине 5 индуктора изделия нагреваются вихревыми токами и при выходе из индуктора сбрасываются на передающее устройство для дальнейшей транспортировки на процесс штамповки - гибки.

Устройство для нагрева изделий может быть использовано в метизной отрасли металлургии и машиностроении. Техническим результатом изобретения является повышение работоспособности транспортера для изделий. Устройство содержит индуктор, под и размещенный внутри индуктора цепной транспортер из жаропрочной окалиностойкой стали. Пластины цепи образуют в проекции на под индуктора примыкающие друг к другу прямоугольные контуры. Первый сплошной контур имеет соотношение сторон от 2,2 до 5, второй сплошной контур - от 0,80 до 2,25, третий сквозной контур - с соотношением сторон наружного очертания прямоугольника 1,1 до 2,5 и четвертый сплошной контур - c соотношением сторон от 0,8 до 2,25. Отношение ширины рабочего пространства индуктора к ширине второго сплошного контура - от 14 до 23. Размеры пластин цепи подобраны опытным путем с целью получения их наименьшего нагрева от вихревых токов. 5 ил., 1 табл.

Устройство для нагрева изделий, содержащее индуктор и размещенный внутри рабочего пространства индуктора бесконечно замкнутый транспортер с механизмом перемещения и несущими элементами, отличающееся тем, что индуктор выполнен прямоугольной формы и имеет под, транспортер выполнен в виде цепи с пластинами из окалиностойкой жаропрочной стали аустенитного класса, образующими в проекции на под индуктора в направлении движения цепи примыкающие друг к другу прямоугольные контуры в последовательности - сплошной контур с соотношением сторон от 2,2 до 5, сплошной контур с соотношением сторон от 0,80 до 2,25, сквозной контур с соотношением сторон наружного очертания прямоугольника от 1,1 до 2,5, сплошной контур с соотношением сторон от ,80 до 2,25, а в проекции на плоскость, перпендикулярную плоскости пода, контуры наложения наружных пластин на внутренние одинаковой ширины, причем отношение ширины рабочего пространства к ширине упомянутого второго сплошного контура - от 14 до 23.